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A029 PLOS Biology | 认知地图新发现：眼动轨迹与内嗅皮层共同构建抽象概念空间

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2026-04-27 ｜原文链接

认知神经科学前沿文献分享

基本信息

Title: Action information is integrated into entorhinal representations of conceptual space and is reflected in eye movements

发表时间: 2026-04-13

发表期刊: PLOS Biology

影响因子: 7.2

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研究背景

想象你正在下国际象棋。想要赢下这盘棋，你不仅需要知道棋盘上各个棋子的位置分布，还必须清楚在当前局面下，每个棋子被允许执行哪些“移动规则”。

在认知神经科学领域，海马-内嗅皮层系统一直被认为是人类大脑的“认知地图”。过去的大量研究已经证实，这套系统不仅能帮我们在物理空间中认路，还能帮我们表征非空间的多维概念（例如社交层级、声音频率或抽象的二维特征空间）。然而，一个关键的点在于：为了真正利用这些关系知识，我们必须知道如何在不同的状态之间“移动”。

在物理导航中，我们的感知觉、前庭和运动信号会提供速度和方向信息，推动内嗅皮层网络更新我们所处的位置。但在没有物理参照的抽象概念空间里，大脑是如何实现这一过程的？那些促使我们从一个概念跨越到另一个概念的“动作”（actions），是否也被直接写进了内嗅皮层的认知地图中？

为了回答这个尚未被真正解决的问题，来自马普人类认知与脑科学研究所等机构的研究团队巧妙地将“数字”作为概念空间中的状态，将“数学运算”作为动作，结合眼动追踪与fMRI技术，试图探究人类内嗅皮层是否会编码这些抽象的动作可供性（affordances）。

研究核心总结

这项研究并没有使用传统的空间导航范式，而是构建了一个纯粹的抽象图结构。研究者将论文的核心发现拆解为行为、眼动与神经表征三个递进的层面。

一、将数学运算作为“动作”，构建抽象概念空间

研究者设计了一个包含重复模块的图结构，并将其投射到一条数字线上。在这个结构中，每个数字代表一个“状态”，而它所允许的数学运算（如+1、-1、+2、-2）则代表“动作”。例如，参与者会学到数字“23”只能进行-1或-2的运算，因此它的合法后续状态只能是22或21。

行为学结果显示，参与者不仅能在两天的训练后以极高的准确率（超过84%）掌握这些数字间的转换规则，还能将学到的潜在图结构直接应用到完全没见过的新数字上。这表明，参与者真正理解了状态（数字）与动作（运算规则）之间的独立与绑定关系。

Fig 1. 实验设计示意图。研究将数字作为状态，将数学运算作为动作，测试大脑是否会将这些动作规则整合到概念空间的表征中。

Fig 2. 行为学表现。参与者不仅能准确学习特定数字的后续转换规则，还能将这种潜在的图结构泛化到未见过的新数字上。

二、眼动轨迹直接反映了概念空间中的“动作”方向

在探索概念空间时，参与者是否真的调用了具有空间属性的心理表征？研究者通过眼动追踪发现，眼球运动暴露了大脑的内部计算过程。

当参与者面对那些只允许“正向运算”（如+1、+2）的数字时，他们的视线会显著向右偏移；相反，面对只允许“负向运算”的数字时，视线则相对偏左。更重要的是，这种眼动偏侧化效应的强度与参与者在任务中的表现呈显著正相关。这意味着，在水平方向上对抽象动作进行空间化的视觉模拟，可能正是大脑解决这一概念导航任务的重要策略。

Fig 3. 动作方向在眼动上的体现。当数字关联正向运算时，参与者的视线更偏右，且这种眼动偏侧化程度与任务表现呈正相关。

三、右侧内嗅皮层表征了概念空间中的动作可供性

这是本研究最核心的神经发现。研究者假设，如果内嗅皮层真的在概念空间中表征了“动作”，那么当两个不同的状态（数字）允许执行相同的动作时，它们在内嗅皮层中引发的神经活动模式应该更相似。

借助表征相似性分析（RSA），研究者证实了这一点。右侧内嗅皮层的神经模式相似度，精确地跟随了状态之间“共享动作数量”的多少。为了确保结果的严谨性，研究者排除了图结构中的节点距离（link distance）以及动作的绝对幅度（magnitude）等混淆因素。控制分析进一步表明，这种动作表征特异性地存在于内嗅皮层，而在海马体或旁海马回中并未发现类似效应。

图10